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目录1

前言1

第1章　绪论1

1.1　过程检测技术的基本概念及研究内容1

1.2　过程检测技术的分类2

1.3　测量误差与测量不确定度的评定与表示方法2

1.3.1 测量误差2

1.3.2　测量不确定度的评定与表示方法4

1.4　测量仪器的基本技术性能和术语14

思考题17

第2章　温度测量18

2.1 概述18

2.1.1　温度和温标18

2.1.2　测温方法分类21

2.2　接触式测温方法及仪表22

2.2.1　膨胀式温度计和压力式温度计22

2.2.2　热电偶测温24

2.2.3　热电阻测温46

2.3　非接触式测温方法及仪表56

2.3.1 辐射测温的物理基础及其基本方法56

2.3.2　亮度温度计62

2.3.3　全辐射高温计68

2.3.4　比色高温计70

2.3.5　测真温的辐射温度计73

2.3.6　辐射测温的干扰分析75

2.4　其他测温技术76

2.4.1　光导纤维测温技术76

2.4.2　集成温度传感器测温技术85

思考题86

第3章　压力、压差测量88

3.1 概述88

3.1.1　基本概念88

3.1.2　压力检测的主要方法和分类89

3.2　液柱式压力检测90

3.2.1　U形管压力计90

3.2.2　单管压力计91

3.2.3　斜管压力计92

3.3　弹性式压力检测92

3.3.1　原理93

3.3.2　弹性元件93

3.3.3　单圈弹簧管压力计95

3.4.1　活塞式压力计96

3.4　负荷式压力检测96

3.4.2　浮球式压力计98

3.5 电气式压力检测99

3.5.1　压电式压力计99

3.5.2　电阻式压力计101

3.6　其他压力检测方法104

3.6.1　弹性振动式压力计104

3.6.2　压磁式压力计104

3.6.3　真空度测量105

3.6.4　压力分布测量系统106

3.7　压力变送器106

3.7.1 电容式压力变送器107

3.7.2　霍尔式压力变送器108

3.8　压力表的选择与安装109

3.8.1　压力表的选择109

3.8.2　压力表的安装111

思考题114

第4章　流量测量115

4.1 节流式差压流量计115

4.1.1　标准节流装置116

4.1.2　标准节流装置的流量公式123

4.1.3　节流装置流量测量不确定度的估算130

4.1.4　节流式流量计的安装133

4.1.5　标准节流装置的设计计算137

4.1.6　非标准节流装置146

4.2　动压测量管149

4.2.1 工作原理149

4.2.2　基型动压测量管150

4.2.3　动压平均管152

4.3.1 工作原理153

4.3　转子流量计153

4.3.2　工作特性155

4.3.3　被测介质密度改变时示值的换算156

4.3.4　金属管转子流量计157

4.4　靶式流量计158

4.4.1 工作原理158

4.4.2　流量的换算和压力损失159

4.4.3　靶式流量计的特点与安装161

4.5　涡轮流量计161

4.5.1 工作原理161

4.5.2　涡轮变送器的工作原理163

4.5.3　涡轮流量计的特点166

4.6　电磁流量计166

4.6.1 工作原理167

4.6.2 电磁流量计的变送器169

4.6.3 电磁流量计的转换器170

4.6.4 电磁流量计的安装和使用174

4.6.5 电磁流量计的发展175

4.7　涡街流量计176

4.7.1 工作原理176

4.7.2　漩涡频率的检测177

4.7.3　涡街流量计的特点179

4.8　容积式流量计180

4.8.1　椭圆齿轮流量计180

4.8.2　腰轮流量计181

4.8.3　双转子流量计182

4.8.4　容积式流量计的误差183

4.9　质量流量计184

4.9.1　量热式质量流量计184

4.9.2　科里奥利式质量流量计186

4.9.3　差压式质量流量计190

4.9.4　涡街式质量流量计191

4.10　超声波流量计192

4.10.1 时间差法193

4.10.2　锁相环路频差法超声流量计的工作原理195

4.10.3　多普勒法196

4.10.4　超声波流量计的灵敏度198

4.10.5　温度对超声波流量计的影响199

4.10.6　有效断面上流速分布的影响199

4.11　流量校验系统199

4.11.1　校验方法199

4.11.2　校验装置200

思考题202

5.1　概述203

第5章　物位测量203

5.2.1　浮子式液位计205

5.2　浮力式液位计205

5.2.2　浮筒式液位计206

5.2.3　浮子法测量液-液相界面（浮子式液位界面信号器）206

5.3　差压式液位计207

5.4　电容式液位计208

5.4.1 导电介质电容液位计208

5.4.2　非导电介质电容液位计210

5.5　超声波式物位计212

5.6　微波式物位计214

5.6.1 测功率反射式微波物位计215

5.6.2　测时间反射式微波物位式216

5.7　激光式物位计216

5.8.1 核辐射式物位计的原理与特点218

5.8　核辐射式物位计218

5.8.2 γ射物位计的几种类型219

思考题221

第6章　过程成分检测222

6.1 电极电位检测器与ISFET离子敏检测器223

6.1.1 电极电位检测器223

6.1.2　ISFET离子敏检测器233

6.2 电导检测器237

6.2.1　溶液的电导与浓度的关系237

6.2.2 电导检测器的结构239

6.2.3　影响电导检测器精度的因素及应采取的措施240

6.2.4 电导式过程分析仪器的温度补偿措施242

6.3　热导检测器243

6.3.1　气体的热导率243

6.3.2　热导检测原理245

6.3.3　热导检测器的结构246

6.3.4　热导检测器输出与被测气体组分浓度的关系247

6.4　磁性氧分析器248

6.4.1　热磁式氧分析器的理论基础248

6.4.2　热磁式氧分析器250

6.4.3　磁力式氧分析器252

6.5　氧化锆氧量计255

6.5.1　检测器原理255

6.5.2　氧化锆氧量计257

6.6　吸收式光学分析仪器259

6.6.1　朗伯-比耳定律259

6.6.2　滤光片260

6.6.3　薄膜电容检测器262

6.6.4　红外线气体分析器265

6.6.5　红外线水分仪268

6.7　气相色谱仪269

6.7.1　色谱分析原理及理论270

6.7.2　气相色谱仪的结构特点272

6.7.3　检测器274

6.8　X射线荧光光谱检测系统276

6.8.1　X射线与X射线荧光276

6.8.2　X射线被物质吸收的规律279

6.8.3　X射线荧光光谱检测系统279

思考题286

第7章　过程机械量检测288

7.1　概述288

7.2　质量测量289

7.2.1 电阻应变式称重传感器289

7.2.2　电子皮带秤297

7.3　速度测量302

7.3.1　概述302

7.3.2　模拟式测速法303

7.3.3　计数式测速法304

7.3.4　激光测速法308

7.3.5　线阵CCD测速法310

7.4　位移测量仪表311

7.4.1　概述311

7.4.2　计量光栅311

7.4.3　光纤位移传感器317

7.5　测径、测厚仪表320

7.5.1　激光测径仪表320

7.5.2　CCD尺寸测量系统325

7.5.3　测厚仪表330

思考题334

第8章　检测信号处理电路335

8.1　仪用放大器335

8.1.1　仪用放大器基本原理336

8.1.2　仪用放大器的精度分析337

8.1.3　通用型仪用放大器341

8.1.4　增益可编程仪用放大器343

8.1.5　单电源差分仪用放大器346

8.1.6　斩波自稳零仪用放大器348

8.1.7　ISO 100小型低漂移宽带隔离放大器351

8.1.8　使用仪用放大器的注意事项352

8.2　仪表的干扰及抑制353

8.2.1　仪表干扰的来源353

8.2.2　仪表干扰的传输途径353

8.2.3　差模干扰与共模干扰355

8.2.4　仪表干扰的抑制356

8.2.5　数字仪表抗干扰的特殊问题359

思考题362

第9章　检测领域新技术363

9.1 检测领域新技术概述363

9.1.1　新的检测仪器特点364

9.1.2　新的检测系统特点365

9.2　软测量技术366

9.2.1　软测量的概念366

9.2.2　软测量中传感器的模型及测量方式366

9.2.3　软测量的应用举例367

9.3.1 虚拟仪器的概念和结构框图368

9.3.2　虚拟仪器的编程语言368

9.3　虚拟仪器368

9.3.3　虚拟仪器的应用举例369

9.4　模糊传感器370

9.4.1　模糊传感器的概念和结构框图370

9.4.2　模糊传感器的应用举例371

9.5　多传感器数据融合371

9.5.1　多传感器数据融合的概念371

9.5.2　多传感器数据融合的结构372

9.5.3　多传感器数据融合的应用举例373

思考题374

附录375

附录A　标准化热电偶分度表375

附录B　主要热电偶的参考函数和逆函数382

附录C　压力单位换算表385

参考文献386